一、地质雷达探测技术在近地表弱地基工程勘察中应用实践(论文文献综述)
江克贵[1](2021)在《基于InSAR技术的矿区地表三维变形动态监测方法及废弃矿井采矿时空特征探测方法研究》文中研究说明自上世纪以来,煤炭作为主体能源担负着国家能源安全和经济持续发展重任。大规模高强度的煤炭资源开采会引发一系列矿山地质环境灾害问题,如含水层破坏、山体滑坡、地表塌陷和建构筑物损毁等。而合成孔径雷达差分干涉测量(differential interferometry synthetic aperture radar,D-InSAR)作为一种新型主动式地地表变形监测技术,其具有全天候、全天时、成本低、覆盖范围大、时空分辨率高等优势,近年来被大量学者广泛的应用于矿山变形监测,很好的弥补了传统监测方法的缺陷,D-InSAR技术为矿区变形监测与预计提供了全新的手段。首先,通过分析传统方法在概率积分参数反演中存在诸多不足,借鉴于智能优化算法广泛应用于求解高度非线性函数的经验,开展了烟花算法改进及其在概率积分参数反演中的应用研究。然后,针对D-InSAR技术运用在煤矿地表三维变形监测的难点,开展了顾及D-InSAR监测特性的煤矿地表三维变形动态监测方法研究;另外,针对常规地表移动观测站变形观测成果无法估计松散层、岩层的边界角和移动角参数的问题,提出了基于抗差估计理论的地表移动盆地边界角量参数分离方法研究。最后,针对制约关闭、废弃矿井资源开发利用的采空区时空特征精准探测存在的问题,开展了基于InSAR技术的废弃煤矿采矿时空特征探测方法研究。综合以上三方面研究,主要取得以下研究成果:(1)构建一种基于改进烟花算法的概率积分参数反演模型(MIFWA)。在系统分析烟花算法(FWA)优缺点的基础上,对FWA算法的寻优收敛速度、算法在最优点处的挖掘能力、爆炸火花的开采性和勘探性、消除虚假收敛方面进行了改进,提出了一种改进烟花算法(IFWA);接着,通过进一步融合开采沉陷规律和概率积分法模型,构建了 MIFWA模型。实验表明:MIFWA模型在精确性、稳定性上均优于MFWA,MIFWA反演参数的平均相对误差为0.15%,且具有较好的抗差和抗观测点缺失的能力;此外,基于D-InSAR矿山变形观测技术也能较好地融合改进烟花算法进行求参。最后将MIFWA模型应用在淮南矿区顾桥煤矿1414(1)工作面的开采沉陷预计参数求解中,获取的概率积分参数为q=0.97,tanβ=1.98,b=0.41,θ=89.08,S1=-5.94,S2=-14.89,S3=51.66,S4=30.55,下沉和水平移动拟合中误差为 107.13mm。(2)提出融合单视线D-InSAR和BK模型的煤矿地表三维变形动态监测方法。顾及D-InSAR难以获取快速大梯度变形的特性,选取边界拟合度较好的Boltzmann函数模型,结合Knothe时间函数,构建一种BK模型;然后,考虑到D-InSAR时空基线失相干和自身监测原理的限制,在特殊采矿环境下,D-InSAR往往仅能获取地表沿LOS向的短时段一维变形量,因此,本文构建一种适应短时段单视线向变形的适应度函数,进而构建三维变形动态监测方法。实验表明,构建方法能够可靠准确的反演出全部开采沉陷动态预计参数,求参相对误差在0.1 1%~7.51%之间,在大变形区域,构建方法监测的下沉和水平移动与真实值一致,且具有良好的抗差性能。将构建方法应用于淮南顾北煤矿13121工作面,实现了矿区地表短时段D-InSAR一维LOS监测向三维变形动态监测转化,验证了基于D-InSAR技术的煤层地表三维变形动态监测方法的可靠性与科学性。(3)提出一种基于选权迭代最小二乘的地表移动盆地边界角量参数分离方法。首先构建一种地表移动盆地边界角量参数分离模型,然后通过引入Hampel和IGG两种选权的方法,多次迭代求取参数最优值。顾桥、顾北矿的工程实验结果表明:Hampel法的参数估计精度优于4°,IGG法参数估计精度优于1°;基于IGG选权迭代最小二乘估计顾桥、顾北矿的地表移动盆地边界角量参数分别为:φ0=48.02°、φ=64.47°、β0=48.19°、β=69.18°、y0=48.20°、γ=70.01、δ0=35.32°、δ=49.92°。(4)建立基于InSAR技术的废弃煤矿采矿时空特征探测方法。首先利用8个井下时空特征参数刻画了废弃煤矿采矿历史活动;根据动态概率积分模型,将井上下采动关系抽象成数学模型;然后,通过Boltzmann函数拟合,及动态概率积分参数变动趋势及敏感性分析,将未知动态概率积分参数转化为可求量,构建了地表移动变形和地下时空特征参数的采动关系模型;最后,引入的改进烟花算法,建立废弃煤矿采矿时空特征探测方法。真实数据实验表明,构建方法求取井下时空特征精度较高,为需要反演采矿历史活动(开采时间,开采位置,采煤空间信息等)的废弃煤矿提供了一种全新的思路。模拟实验结果发现,在模型参数保持无误差的情况下,构建方法能够较好的融合D-InSAR变形观测技术,反演的井下时空特征参数精度较高,反演时序地下采矿活动与实际一致(相对误差在0~21.0%范围内,平均为5.0%)。图[40];表[19];参[123]
武智勇[2](2021)在《冀北山地采空塌陷区地质灾害模式及致灾机理》文中研究说明山地老采空区地面移动变形破坏是地面建筑的主要威胁,因此,如何保证城市建设不受采空区的影响、确保地面建筑的安全性显得极为重要。本文以冀北山地鹰手营子矿区为例,综合采用资料收集、野外地质调查、原位监测、室内试验、数值模拟和理论分析等多种方法和技术手段,对山地老采空区地面地质灾害机理及场地适应性进行分析和评价,取得了如下研究成果:(1)依据冀北山地鹰手营子矿区煤矿开采引起的山地地质灾害的形成机理和分布特征,将山地煤矿老采空区场地破坏致灾模式划分为四类:滑动式致灾模式、拉张式致灾模式、沉陷式致灾模式和垮塌式致灾模式。这四类场地破坏模式分别受控于研究区岩石类型及性质、煤层的倾角、断层和地形及第四系松散层。(2)设计并进行了采空区不同岩性冒落物压实蠕变试验,揭示了老采空区冒落破碎岩石的压实蠕变结构变化过程特征。采空区冒落物压实试验表明破碎岩石压实蠕变过程可分成快速压实阶段、缓慢压实阶段和稳定固结阶段。破碎岩石的蠕变特征受载荷、岩性和岩石粒径的综合影响,荷载越大,岩石蠕变变形量越大,蠕变时间越长;破碎泥岩的蠕变变形量和时间最大,其次是砂泥岩混合体,砂岩最小。蠕变过程中,岩石粒径变化程度受岩性、载荷大小的影响,载荷越大,岩石强度越低,粒径变化越大。(3)模糊综合评价法可以实现对采空区进行地面稳定性评价,将研究区分为不稳定、较不稳定、相对较稳定、相对稳定四类地区。利用研究区的地裂缝分布情况和房屋受损情况进行验证,发现地裂缝的长度、宽度和数量以及房屋受损率逐渐增大,说明模糊综合评价方法的可靠性和评价结果的有效性。(4)通过数值模拟计算,得到研究区域地表沉降量、倾斜值、曲率值和水平变形值,评价了煤电机工业园区的地面稳定性,通过模拟对地面施加荷载的方式对该区域剩余移动变形和上覆岩层“活化”进行了计算和判别,对研究区进行了场地适应性评价,将其划分为场地适应性Ⅰ级、场地适应性Ⅱ级、场地适应性Ⅲ级和场地适应性Ⅳ级。场地适应性Ⅰ级的地区主要位于勘查评价区的西北和东北角;场地适应性Ⅱ级的地区主要位于老一路、中风眼、沙石堆和南环路所围区域;场地适应性Ⅲ级的地区主要位于四层煤出露位置以北及西风眼、中风眼以南所围成区域,以及燕鹰游艺机厂西南和勘查治理区以北所围成区域。场地适应性Ⅳ级的地区主要位于南环路以北及四层煤出露位置以南的区域。本论文图94幅,表格25个,参考文献共237篇。
周越[3](2021)在《典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究》文中提出边坡是指由于建筑工程和采矿工程开挖或填筑施工所形成的斜坡,是人类建设工程和采矿工程中最常见的工程形式之一。随着人类改造自然的能力日益增强,建设工程和采矿工程规模越来越大,形成深大采坑和斜坡,边坡稳定性成为不可避免的安全问题。目前,针对边坡失稳问题主要借助传统勘察手段,采用地质调绘、遥感测绘和钻孔、挖掘等常规手段来获取有限的地质信息,借助数值模拟分析方法来完成失稳边坡稳定性评价工作。但传统勘察手段获得的地质资料有限,缺乏地下连续三维空间信息,且失稳地质体本身地质构造特别复杂,势必造成数值模拟地质条件与实际地质条件之间存在较大差异,对边坡失稳状态的评价不会准确。基于此,本文以失稳边坡岩土体地球物理性质为基础,运用地球物理勘探方法,对失稳边坡地球物理场特征进行研究,与边坡失稳演化机理结合,构筑边坡岩土体地球物理特性与工程力学参数的关联机制,建立一套基于失稳边坡地球物理场特征识别和描述滑坡体空间分布规律的理论和方法。通过地球物理勘探技术来丰富失稳边坡地质信息,提高稳定性评价精度。完成研究内容和取得研究成果如下:1.本文通过研究总结前人针对失稳边坡工程地质特征、演化机理及稳定性评价成果,对三种典型边坡类型:岩质边坡、土质边坡及岩土复合边坡的工程地质特征、边坡失稳演化过程、形成条件、主导因素及表现形式等进行总结,并对影响边坡稳定性评价的主要因素及评价方法进行了论述。2.通过研究岩土体地球物理响应特征与岩土体属性特征如孔隙率、含水性、饱和度等之间关系,进而建立与工程力学参数的关联性,实现地球物理勘探的量化解释。在参数量化基础之上,构建了土质边坡、土石复合边坡和岩质边坡地球物理模型。3.以白云鄂博铁矿和高速公路边坡的实际案例,分析总结了地球物理异常特征,综合地质调绘和工程勘察资料,确定了失稳边坡滑坡体的形态、规模、结构等特征,构建了三维地质模型,对失稳边坡演化机理进行了分析。同时,结合岩土体土工试验获得的工程力学参数,构建了岩体工程力学参数与地球物理响应特征之间的关联性,将地球物理勘探数据和边坡稳定性数值模拟有机结合在一起,为失稳边坡稳定性评价提供了准确的地质数据。4.以合成孔径监测预警系统监测数据为基础,对滑坡灾害进行早期识别、预警。在地球物理勘探的基础上,应用离散单元法来构建边坡数值分析模型,对边坡失稳演化过程和演化机理进行分析。依据刚体极限平衡法对边坡进行稳定性评价,并分析边坡失稳原因。通过对比,基于地球物理勘探数据而建立的失稳边坡数值模型稳定性评价结果更加真实、准确。通过本文的研究,在边坡稳定性评价工作中发挥地球物理作用,可提高评价与监测精度,为边坡的灾害预警提供新的技术方法。
李若愚[4](2020)在《渭河盆地东南缘华山山脉北坡莲花寺巨型基岩崩滑期次及成因研究》文中指出崩塌滑坡是地貌演化的重要方面;研究古地震/历史地震崩塌滑坡对认识地貌演化规律、地质构造事件和地震地质灾害风险均具有重要意义。渭河盆地东南缘渭南市华州区(原华县)东部莲花寺一带,华山山前断裂以南华山山脉北坡张家山存在明显的山体崩塌滑坡多级圈椅状地貌;与之对应,华山山前断裂以北则存在大面积的松散堆积岩石角砾。这两方面共同表明此地为一处巨型基岩崩滑遗迹,本研究称之为“莲花寺巨型基岩崩滑(以下简称“莲花寺崩滑”)”。莲花寺崩滑已引起不少学者的关注。然而,已有研究对该巨型基岩崩滑的具体堆积范围讨论不足,对其地表以下形态与堆积特征亦缺乏全面、整体认识,关于其成因、期次和发生年代的认识亦不尽相同。这些不足不仅致使难以重现莲花寺崩滑自身的整体图景,而且也不利于深入理解与之相关的地貌演化过程、活动构造特点和未来地震地质灾害风险情景等。为此,本研究以莲花寺巨型基岩崩滑为研究对象,在充分认识前人已有相关研究基础上,借助遥感、野外详细地质调查、地质雷达探测和历史文献分析等手段,首先对该崩滑的整体形态特征、物质组成、覆盖范围、堆积厚度和方量等进行了厘定;然后基于形态、堆积特征(关系)和历史文献分析,重点探讨了其崩滑期次,估计/厘定了各期次崩滑的发生年代或年代范围;最后探讨了该巨型崩滑的成因。取得的主要认识如下:(1)莲花寺崩滑整体形态和堆积特征。莲花寺崩滑整体滑动方向340°左右;该崩滑遗迹南界位于张家山顶部附近,北界位于联社堡至东新庄村一线附近,南北总长度约6700m,东西最大宽度1940m,总面积约8.9km2;堆积区前缘堆积地面最大埋深约28m;堆积物总方量至少1.1亿m3(其中,第一期基岩崩滑方量至少5200万m3,第二期基岩崩滑方量至少5800万m3,第三期崩滑方量因崩滑体被人类活动长期改造破坏严重而难以估算。关于莲花寺崩滑分期认识详见以下第“(2)”点),属于巨型崩塌滑坡。该“覆盖范围甚广、体量巨大”之古崩滑遗迹的堆积区内,现今人口稠密、东西向关键交通线路密集——表明:若渭河盆地南缘华山山脉北坡再次发生类似崩塌滑坡,社会经济影响将十分深远,是当地地震地质灾害风险分析与防控的重要方面。(2)莲花寺崩滑期次。综合分析“崩滑遗迹的形态与堆积特征——特别是滑源区高低圈椅之间切割关系与滑床坡角差异、堆积区不同部位堆积体及其它沉积层之间的相互叠置关系,以及相关历史文献记载”后,本研究认为:莲花寺崩滑遗迹是由先后三期崩滑事件形成的:前两期为张家山基岩崩滑(其中,第二期基岩崩滑事件形成了阜成山堆积体),最新一期为1072年阜成山(半截山)堆积角砾崩滑。(3)莲花寺崩滑年代。根据地表观察到的1072年崩滑堆积物埋深,测算了莲花寺崩滑堆积区前缘地区自1072年来的沉积速率,结合地质雷达在该崩滑堆积区前缘探测到的第一期基岩崩滑事件之堆积地面埋深和前人研究给出的莲花寺地区所属相关地质构造单元的沉积速率,推算了莲花寺崩滑第一期基岩崩滑事件发生的年代。结果显示:莲花寺崩滑第一期基岩崩滑大体发生于距今23.1ka左右。历史文献/古文献明确记载:第三期的堆积角砾崩滑事件发生于公元1072年。而第二期基岩崩滑事件则发生于上述两个时间点之间。(4)莲花寺崩滑成因。通过极限平衡法估算了第一、二期基岩崩滑未崩滑前岩体的稳定性系数,采用滑坡特征参数推算法估计了两期基岩崩滑的最大速度,结合崩滑自身形态与堆积特征分析和前人相关认识,本通过综合分析后研究认为:莲花寺崩滑第一、第二期张家山基岩崩滑事件是由地震引发的高速远程崩滑-碎屑流;第三期1072年阜成山堆积角砾崩滑事件或由地震诱发或由降水导致——两种可能性均较大。以上认识首先丰富和加深了对莲花寺巨型基岩崩滑的整体认识。第二可为今后采集各期次崩滑事件测年样本提供可靠参考,从而可依此深入分析该巨型崩滑与地震之间的关系,加深对华山山前断裂活动性的认识,进而不断深化对渭河盆地东南缘地貌演化及相关地质构造事件的系统理解。第三,从技术方法角度讲,目前国内将地质雷达探测手段运用到古滑坡/老滑坡研究尚不多见,本研究亦可为今后开展类似工作,积累技术经验。最后,由于莲花寺崩滑覆盖范围甚广,方量巨大,特别是又恰恰地处人口和人类活动密集区域;分析其形态和堆积特征、类型、成因和发育历史等也是理解未来地震地质灾害风险的重要方面——今后,可将莲花寺巨型崩塌滑坡作为研究“具有相似地质地貌背景地区地震地质灾害风险”的典型类比分析参照,从而进一步提升地震地质灾害情景构建等风险分析工作的深度与针对性,深化对目标地区地震地质灾害风险及其有效防控与治理的认识,更好地服务于防灾减灾。
潘东东[5](2020)在《复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用》文中进行了进一步梳理岩溶地区地下工程施工通常伴随着复杂的地质条件,岩溶裂隙-管道纵横交错,地下水径流条件异常复杂,导致突涌水灾害频发且治理难度极大。在地下工程突涌水灾害治理中,注浆是最常用的方法,浆液的扩散运移规律对工程设计和施工具有重要的意义。由于岩溶介质的复杂性导致浆液扩散过程极具隐蔽性,其扩散规律无法被直观的判定,因此复杂岩溶介质三维地质模型的构建是开展注浆扩散机理研究的基础。另一方面,岩溶地区工程地质环境复杂多变,浆液在动水条件下的扩散规律及封堵机理缺乏有效的研究手段,数值计算方法可以实现浆液扩散过程的可视化仿真,但是浆水相互作用理论不完善限制了其推广应用。此外,岩体介质的不同必然导致浆液扩散过程产生较大差异,其中所涉及的注浆扩散理论也将不同,针对复杂的岩溶裂隙-管道介质目前尚缺乏一种统一的注浆模拟分析方法。针对上述问题,本文以理论分析、数值模拟及试验验证为主要研究手段,提出了一种确定与随机相结合的复杂岩溶裂隙-管道介质三维地质建模方法,建立了一种统一的裂隙-管道介质动水注浆扩散模拟分析方法,并开展了数值方法的验证及应用研究,以期为实际工程浆液选型、注浆参数确定以及注浆工艺优化提供理论依据。本文的主要研究工作及成果如下:(1)根据节理、层理在岩体表面的出露特点分别进行数据采集,利用区域生长算法提取面状节理的产状信息;结合三维空间点云数据以及真实图像数据开展人工干预的半自动线状层理信息采集。从几何学、地质统计学的角度给出三维空间中复杂结构面的分组、空间密度分布函数,并编制相应的计算程序,完成裂隙网络模型构建,最终提出了一种裂隙网络确定-随机识别与建模方法(DSIM-Deterministic-Stochastic Identification and Modelling),降低了岩体内部的不确定性。利用ICMC(Improved Coupled Markov Chain)理论建立了考虑地层变异性的裂隙岩体模型,利用傅里叶变换方法实现了粗糙管道表面模型构建。在现有三维空间数据可视化技术基础上,针对性的开展了石灰石矿山三维空间数据建模分析,探索研究了多源复杂空间数据的一体化管理、空间分析等关键技术,为注浆扩散模拟分析提供了基础模型。(2)提出了注浆分序扩散固化模型与数值模拟方法(SDS-Sequential Diffusion and Solidification),将注浆过程离散为一个分序扩散固化过程,比传统方法具有明显优势,不同序次浆液注入后服从各自的粘度时变函数,合理表征了浆液粘度变化的时间特性;并基于计算流体力学、多相流理论,追踪和更新不同序次浆液注入后的空间位置变化,进而合理表征了浆液粘度变化的空间特性,最终解决了浆液黏度时空双变难以表征和数值实现的难题。基于SDS方法建立了以粘性不可压缩多相流模型为基础,并采用流体体积法在固定欧拉网格下追踪分序相界面的移动,引入逆梯度处理方法确保了分序相界面的尖锐性,利用通量修正传输算法保证了分序次浆、水相分数的有界性,进而解决了分序次浆、水相界面的精细刻画与界面追踪问题。针对浆液固化期粘度指数增大计算不收敛的关键问题,基于实验测试和理论研究,提出了浆液固化期粘度阈值模型,解决了考虑粘度时空双变、浆液扩散区域空间搜索及浆液扩散形态追踪等复杂问题并存条件下的计算收敛性问题,实现了动水注浆过程浆液扩散与相变固化过程模拟。SDS方法采用统一的多相流理论和数值算法表征不同序次浆液和水的相互作用,模型和数值算法不依赖于被注裂隙或管道的介质特征,同时适用于裂隙层流、裂隙紊流和管道紊流,因此,SDS方法和处理思想统一了裂隙-管道介质的动水注浆模拟分析,避免了不同介质采用不同模型和算法带来的介质耦合模拟问题,实现了裂隙-管道介质浆液扩散过程粘度-压力-速度时空演化全过程仿真分析。(3)开展了 SDS方法在静水、动水条件下裂隙介质的有效性及可行性分析,探究了动水流速对注浆压力的变化、浆液的逆流扩散距离以及顺流扩散形态的影响规律。该模型较为真实的刻画了裂隙动水注浆扩散沉积形态,并进一步在工程尺度验证了该模型在溶蚀宽大裂隙、三维复杂裂隙网络注浆扩散机理研究方面的适用性及可行性。利用管道动水注浆模拟试验系统,开展了速凝类浆液动水注浆室内试验研究,对比验证了 SDS计算方法在管道型动水注浆模拟方面的有效性及可行性,并进一步在工程尺度验证了 SDS方法在粗糙管道动水注浆扩散机理研究方面的可行性,为揭示工程尺度管道介质动水注浆封堵机理提供了合理有效的方法。(4)针对大流量岩溶管道动水注浆封堵难题,利用SDS模拟分析方法揭示了控流降速及双孔联合注浆的作用机理,以期为实际注浆生产提供理论基础,优化注浆设计方案,为合理浆液选型提供依据。管道控流降速以及双孔联合注浆堵水机理方面的研究成果应用于广西平南特大涌水治理工程,指导了注浆方案的设计,实现了大流量岩溶管道的成功封堵,解放了水害影响下的矿产资源。
沈心涂[6](2020)在《高密度电阻率法与探地雷达在典型工程探测中的应用》文中研究指明社会发展带来人口增加城市进程加快,使地铁、管廊、土建等基础建设快速发展。对地下空间的开发力度越来越大,因此需要有依据的对地下病害、历史埋藏建筑物等进行定位,指导工程安全施工和危害预防。高密电阻率法与探地雷达法作为浅地表重要的工程勘探技术,是工程施工前期获取地质资料的重要手段,已被广泛应用于地铁、隧道地质勘查、城市道路隐患检测、公路沉降检测等交通基础设施建设与维护中。其能够被应用到工程探测中的依据是地下不同介质体之间存在物性差异。高密度电阻率法作为电阻率法的分支是以地下不同介质体的导电性差异为基础,探地雷达是以地下不同介质体的介电性差异为基础。在诸如地下土层疏松、空洞、脱空、富水区、破碎带等地下异常结构与周围介质之间存在物性差异正是它们可以被探测定位的前提。为提高对两种勘探方法在交通设施检测中所获地下剖面图的异常解译的准确度,本文首先对两种物探方法的发展历程、探测技术原理与方法进行了简析,然后通过典型工程案例分析,进一步对不同地质异常的反射波型和电性特征规律进行归纳总结,对实际工程勘察中综合物探解释具有指导意义。其开展的案例分析内容包括:1.管线渗漏探测:应用高密度电法勘查城区地下给水管道泄漏点的位置;2.隧道工程探测:应用高密度电法勘查拟建隧道沿线岩体风化程度和破碎带分布情况;3.历史埋藏蓄水池探测:应用高密度电法勘查某交通改善拟施工区下方可能存在的蓄水池位置和分布情况;4.地铁工程空洞探测:应用探地雷达勘查拟建地铁沿线存在的空洞及其分布;5.城区道路病害检测:应用探地雷达勘查城区道路下方5m深度范围内是否存在土层疏松、空洞、脱空等缺陷及分布范围。
周官群[7](2020)在《轨道交通地质隐患多地球物理场诊断技术研究与应用》文中进行了进一步梳理近年来,随着我国经济的持续发展,城市化水平的不断提高,我国城市轨道交通建设取得了前所未有的发展。现阶段为提高施工效率,缩短工期,盾构法施工已在我国城市地铁建设中运用比例高达70%以上。然而由于城市地质环境复杂,轨道交通建设和运营阶段地面塌陷、孤石等原因,造成地质安全事故时有发生,给人民群众的生命和财产造成巨大的威胁,其引发的地质安全问题已成为全社会关注的热点。地质安全隐患已成为制约我国轨道交通安全、高效建设的主要因素,是一项亟待解决的工程难题。城市地质隐患主要包含地下空洞和孤石两大类。地下空洞会导致地面塌陷,威胁人身财产安全;而地下孤石会磨损盾构机刀盘,影响隧道盾构机的施工进度。地球物理探测技术由于具备经济、快速、无损等特点,在轨道交通地质隐患的探查及监测领域发挥着重要的作用。地下空洞和孤石等地质隐患探测精度要求高,而且城市地面地球物理场探测的干扰大,因而极具挑战性。同时,单一地球物理场探测效果不确定性很大,也难以满足城市浅层地球物理精准探测的要求。本文提出一种多钻孔和地面同步布置的三维并行电法观测系统,该观测系统包括地面高密度电阻率三维测量的电极组以及多个钻孔中的垂直电极排列,形成地面和孔中全方位的三维观测系统,覆盖范围更广,数据信息量更大。地面高密度电阻率三维成像(CT)并同步多孔三维跨孔电法CT探测,有效提高了电法CT的纵向分辨率。该观测系统同样用于三维跨孔地震CT观测,实现了轨道交通沿线地质隐患多孔(大于3孔)、大间距(大于20m)三维地震CT和三维电法CT快速诊断,实现了城市地质隐患的精细结构探测。利用上下两个平行对偶发射线圈,发展了一套地面瞬变电磁数据的校正处理方法。该装置可有效减少发射接收线圈中的电流变化所引起的互感,提高信噪比,减小了地面各类管线和金属强感应体对瞬变电磁数据的影响,增强了目标异常体信号的响应特征,将瞬变电磁探测的盲区由正常的20m提升至在2m以内,显着提高了瞬变电磁法在城市轨道交通地质隐患探测中的应用效果。针对地下空洞和孤石的地球物理场异常特征,本文最后发展了一套基于浅层地震法、直流电法、电磁法及三维跨孔类方法的综合地球物理诊断技术。自主开发了一套适合城市轨道交通地质隐患多地球物理场勘探诊断系统。论文在整理中国大陆城市的工程地质和水文地质资料基础上,进行沿线工程地质、水文地质类型的分区、分类与精细表达,总结出目前轨道交通沿线造成塌陷、孤石灾害源地球物理响应特征。其准确性与可靠性通过本文地震、直流电阻率三维数值模拟及实验室试验得到进一步验证。在自主开发了一种浅层地震、直流电法、瞬变电磁一体化的多地球物理场勘探系统及三维成像软件的基础上,首先利用地面浅层地震、直流电法以及多通道瞬变电磁进行多地球物理快速普查,进而通过三维电阻率跨孔CT或三维地震波跨孔CT法对地质隐患进行精准定位,形成适合轨道交通沿线地质隐患探查的快速、可靠、智能的多地球物理场专家诊断分析系统。该系统目前已在合肥、绍兴、厦门等新型城市的地质隐患探查中得到应用,并取得了良好的工程应用效果,为我国城市轨道交通地质隐患探查提供一种新的技术手段。
王亚茹[8](2020)在《地电方法在垃圾填埋场调查中的模拟与应用研究》文中提出在我国,社会快速的发展,人口也一直呈现增加的趋势,导致城市垃圾越来越多。垃圾填埋这种方法因其工艺简单,维护成本低被广泛使用,但在其填埋过程中会出现很多问题类似于气体的污染,渗漏液渗漏污染等问题,气体会导致温室效应的加剧,而且会导致大气污染。渗漏污染会威胁人类的生活和生产,破坏生态环境,从而造成很严重的后果。环境地球物理学作为新出现的一门学科,对于传统方法解决不了的环境问题,而环境地球物理方法能够展现其独特的优势,有很好的效果。它在环境污染中的研究和应用领域中发挥着越来越大的作用,因此可以利用地球物理方法这一手段对垃圾填埋渗漏进行有效的解决及监测。本文先主要介绍了高密度电法和探地雷达法的原理。与传统电阻率法作比较,高密度电法具有很多优点,采集效率高,勘探能力也更强。对高密度电法几种主要装置进行对比分析,对各种测量装置测量的数据分布也分别进行了论述,探讨了他们各自的优缺点。以及对探地雷达法的方法技术及分辨率进行论述。本文对于高密度电阻率法使用正演模拟软件RES2DMOD,针对建筑垃圾以及生活垃圾填埋场以及他们发生渗漏后这四种情况进行了正演模拟,采用不一样装置得到的视电阻率剖面会有差异,对异常体的反映不同。对这几种情况的正演模拟目标体响应进行分析总结。对于GPR进行数值模拟,主要使用Gpr Max3.0这一软件,根据需要建立了不同大小、埋深、不同埋深渗漏的垃圾填埋场模型,对其正演模拟进行分析。根据数值模拟结果,得到了规律。通过得到的这些规律有助于我们更好的理解这两种方法,为解释物探成果图,解释异常体奠定了基础。对河北保定的两个垃圾填埋场进行野外实测,分别应用高密度电阻率法和探地雷达法这两种物探方法。通过分析实测剖面圈定渗漏污染,得出结论。高密度电阻率法和探地雷达法对垃圾填埋场渗漏污染探测都有很好的效果。因此依据现场的实际情况所需要的勘探深度等要求选择合适的物探方法,这样可以使勘探效果好,解释更精确。
赵东[9](2019)在《黄土高原高速铁路隧道工程地质特点与地球物理探测》文中提出董志塬黄土区是我国最具有代表性的黄土沉积区,其黄土堆积厚度大。黄土是第四纪时期形成的堆积物,其结构性影响黄土的力学性质,进而影响工程性质。其中含水率是影响黄土饱和度和物理状态变化的最重要因素,从而影响黄土的力学性质变化。上阁村隧道和驿马一号隧道全段处于Q2黄土地层,受较高含水率(26.434.4%)和自重湿陷性影响,易塌方、冒顶,加之隧道出口坡体陡直,两侧及冲沟坡面黄土陷穴发育,地形破碎,靠近滑坡体,易失稳,工程地质条件较差。为了确保施工的正常进行,通过长时间的地表降水措施,软塑带的含水率、液性指数、塑性指数及洞内渗水量都出现了明显的下降。从而提高了开挖过程中围岩的自稳能力,有效控制了围岩的掉块、坍塌。瞬变电磁对于深埋黄土隧道的地层探测是比较有效的物探方法,具有探测深度大、对地层分辨能力高以及高工效、低成本等特点。能准确的反应地质构造的倾向及断层带内的物性特征,能定性的判断地层的含水情况。探地雷达作为一种高分辨率探测技术,是常用的隧道探测方法。因此,本文将瞬变电磁和探地雷达等探测技术应用于上阁村隧道和驿马一号隧道各段地层的解析,对判定隧道所处地层断裂带、含水情况提供可靠的依据。对采取降水措施后,掌子面前方围岩含水情况变化、节理发育、自稳能力提供可靠的预测。动态指导施工,确定合理的开挖支护参数,提前采取措施,保证施工安全可控。对隧道施工安全管理、质量控制具有指导作用,合理推进施工,保证工期履约,具有深远的政治意义和经济效益。
马强强[10](2019)在《青岛地铁大断面浅埋隧道沉降规律与关键参数优化研究》文中指出在近几年大规模的城市轨道交通建设中,城市地铁以其运载量大、准时、不占用地面空间等优点广受人们喜爱。据统计,仅2018年新增地铁里程就超过了1000公里,随之而来地铁建设中埋深浅、断面大、地质条件复杂等困难成了专家学者们重点关注的问题。因此,在持续的爆破施工及开挖卸荷的影响下,研究如何既能减小地表沉降保证施工安全,又能加快施工进度,不但在学术领域具有很高的价值,同时在实际的城市地铁建设中具有重要的工程意义。本文以青岛地铁4号线错埠岭车站超大断面浅埋暗挖隧道为研究对象,该隧道采用双层初支拱盖法进行施工,使用了BIM技术对隧道模型进行三维展示。在理论分析中通过基于实测数据的线性回归分析,推导出适合于错埠岭车站特殊地质的沉降槽宽度系数i和地层损失率Vi,继而得出可以在青岛地区使用的Peck修改公式。并对导致地表沉降的因素进行了逐一分析,将其中影响最大的拱顶沉降进行了沉降预测公式的推导,通过实测数据验证了公式的合理性。运用MIDAS/GTS/NX有限元分析软件模拟施工全过程,分析在导洞开挖每一步地表沉降、隧道内部位移和围岩力学效应。将模拟结果与实测数据进行对比,通过模拟找到施工过程最薄弱的环节,并进行相应加固措施。通过设计三组数值模拟进行对比,从施工工艺的角度找到控制地表沉降和加快施工进度的方法,并将改进方法的可行性和适用性进行了叙述。本文得出的主要研究结论如下:(1)通过对大量国内外关于地表沉降的文献进行阅读分析,总结出了大断面浅埋暗挖隧道引起地表沉降的原因和施工中可能遇到的困难。应用BIM技术建立隧道三维模型进行展示,并将超前地质预报作为研究地下空洞和裂隙对地表沉降影响的重要手段。(2)结合实测数据对地表沉降进行理论分析,推导出适合青岛地质的Peck修改公式,其中沉降槽宽度系数i=6.57,地层损失率Vi=0.54%。在拱顶沉降预测分析中基于实测数据推导出沉降预测公式。在地表和拱顶沉降差异分析中,将拱顶沉降作为地表沉降因素之一,除此之外还有降水固结、地层损失和地下抽排水等因素都不同程度造成了地表沉降,对比分析了地表沉降和建筑物沉降差异的原因。(3)本文选取青岛地铁4号线中隧道埋深较浅、隧道断面大及周围建筑物多的监测数据完善的区段作为研究的目标区域,利用MADIS/GTS/NX有限元分析软件建立了宽120m,高100m,开挖长度60m的三维数值模型。完全按照施工工序对双层初支拱盖法隧道进行三维动态模拟,并分析了每个导洞开挖过程中隧道位移、应力和塑性区大小及分布的变化情况及其对地表沉降的影响,得到施工过程中沉降量最大的阶段就是上导洞开挖时期,其最大地表沉降和拱顶沉降量分别为16mm和19mm,将模拟数据与实测数据进行曲线对比分析,得到了相同的沉降趋势和相近的沉降大小。(4)构建了三组不同工况的数值分析模型,分别为:初支滞后施工三步、不同导洞开挖顺序、双层双侧壁导坑法与实际方案进行对比研究。研究结果表明:初支滞后施工情况下会极大的影响上断面导洞开挖时的地表沉降量,使沉降数据增加了20%,但是对整个施工工期影响较小;改变导洞开挖顺序虽可以缩短工期,但是增加沉降量且开挖核心土会造成两侧土体应力集中;改用双层双侧壁导坑法在沉降控制方面是最优选择,但是会极大增加工期,不利于地铁大规模快速推进。
二、地质雷达探测技术在近地表弱地基工程勘察中应用实践(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地质雷达探测技术在近地表弱地基工程勘察中应用实践(论文提纲范文)
(1)基于InSAR技术的矿区地表三维变形动态监测方法及废弃矿井采矿时空特征探测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 概率积分法模型参数反演研究现状 |
1.2.2 煤矿开采沉陷InSAR监测研究现状 |
1.2.3 废弃矿井采矿历史勘察研究现状 |
1.3 研究内容及方案 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究方案 |
2 烟花算法改进及其在概率积分法参数反演中的应用研究 |
2.1 改进烟花算法 |
2.1.1 烟花算法原理 |
2.1.2 顾及概率积分参数特性的烟花算法改进策略 |
2.2 开采沉陷预计原理 |
2.2.1 概率积分法原理 |
2.2.2 复杂形状工作面开采沉陷预计方法 |
2.3 基于改进烟花算法的概率积分法参数反演方法(MIFWA) |
2.4 模拟实验 |
2.4.1 数据模拟 |
2.4.2 实验及结果分析 |
2.4.3 讨论实验 |
2.5 真实数据实验 |
2.5.1 实验矿区概况 |
2.5.2 概率积分法参数反演及结果分析 |
2.6 本章小结 |
3 融合D-InSAR的采矿地表三维变形动态监测及移动盆地边界角量参数分离方法研究 |
3.1 融合单视线D-InSAR和BK模型的煤矿地表三维变形动态监测方法研究 |
3.1.1 BK预计模型 |
3.1.2 模型比较 |
3.1.3 融合单视线D-InSAR和BK模型的煤矿地表三维变形动态监测方法 |
3.2 模拟实验 |
3.2.1 地质采矿概况 |
3.2.2 LOS向形变模拟 |
3.2.3 预计参数反演及三维变形监测 |
3.2.4 抗差求参分析 |
3.3 工程实验 |
3.3.1 实验区及雷达数据概况 |
3.3.2 参数反演及三维变形求解 |
3.3.3 预计与实测比较 |
3.4 基于抗差估计理论的地表移动盆地边界角量参数分离方法研究 |
3.4.1 选权迭代最小二乘原理 |
3.4.2 基于选权迭代最小二乘的地表移动盆地边界角量参数分离方法 |
3.4.3 工程应用 |
3.5 本章小结 |
4 基于InSAR技术的废弃煤矿采矿时空特征探测方法研究 |
4.1 地表移动变形和地下时空特征参数的动态关系模型 |
4.1.1 地下动态采动和地表响应的时空关系 |
4.1.2 Boltzmann函数拟合下沉率 |
4.1.3 动态概率积分参数变化趋势及敏感性分析 |
4.1.4 动态关系模型构建 |
4.2 基于InSAR技术的废弃煤矿采矿历史探测方法 |
4.3 真实数据实验 |
4.3.1 研究区域概况 |
4.3.2 实验过程及结果分析 |
4.4 模拟实验 |
4.4.1 D-InSAR的LOS向变形模拟 |
4.4.2 废弃煤矿采矿历史反演 |
4.4.3 反演时空特征参数对概率积分参数的敏感性研究 |
4.5 应用前景 |
4.6 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(2)冀北山地采空塌陷区地质灾害模式及致灾机理(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题依据和背景 |
1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.4 论文工作量 |
2 鹰手营子矿区采空塌陷区地质概况 |
2.1 研究区域地理位置及地形地貌概况 |
2.2 采空区地质环境概况 |
2.3 矿区煤系地层特征 |
3 山地煤矿老采空区地表变形监测及致灾模式 |
3.1 矿区煤矿开采情况介绍 |
3.2 汪庄煤矿采空区沉降监测 |
3.3 山地煤矿老采空区场地破坏及致灾模式 |
3.4 采空区场地致灾模式的地质控制因素 |
3.5 本章小结 |
4 采空区冒落物压实蠕变试验研究 |
4.1 采空区覆岩变形破坏特征 |
4.2 研究区覆岩垮落带特征 |
4.3 试验装置及试验设计 |
4.4 试验结果及分析 |
4.5 模型验证及分析 |
4.6 本章小结 |
5 山地煤矿老采空区地面稳定性评价 |
5.1 InSAR技术监测地面沉降 |
5.2 老采空区地面稳定性模糊综合评价的影响因素及分析 |
5.3 老采空区地面稳定性模糊数学综合评价 |
5.4 评价结果验证与分析 |
5.5 本章小结 |
6 山地煤矿老采空区场地适应性评价 |
6.1 数值模拟理论基础 |
6.2 模型的设计与求解 |
6.3 计算结果及其分析 |
6.4 煤电机工业园区老采空区场地稳定性评价 |
6.5 场地适应性评价标准及技术路线 |
6.6 评价场地范围介绍 |
6.7 场地适应性评价模型设计与求解 |
6.8 场地适应性评价结果 |
6.9 本章小结 |
7 结论及创新点 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
参考文献 |
附录1 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(3)典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究动态及发展现状 |
1.2.1 滑坡理论发展过程 |
1.2.2 滑坡理论研究现状 |
1.2.3 滑坡体地球物理勘探国内外研究现状 |
1.2.4 问题提出 |
1.3 研究内容及创新点 |
1.3.1 论文研究内容 |
1.3.2 论文创新点 |
第2章 失稳边坡滑坡演化机理与稳定性分析理论 |
2.1 岩质边坡失稳演化机理 |
2.1.1 岩质边坡类型及其工程地质特征 |
2.1.2 岩质边坡失稳破坏模式 |
2.2 土质边坡失稳演化机理 |
2.2.1 土质边坡类型及其工程地质特征 |
2.2.2 土质边坡破坏模式 |
2.3 岩土复合边失稳演化机理 |
2.3.1 岩土复合边坡失稳破坏模式 |
2.3.2 岩土复合边坡失稳破坏影响因素 |
2.4 边坡失稳演化过程 |
2.5 边坡稳定性评价影响因素分析 |
2.5.1 自身内部条件因素 |
2.5.2 外部条件因素 |
2.6 边坡稳定性主要分析方法 |
2.6.1 定性评价方法 |
2.6.2 定量评价方法 |
2.7 本章小结 |
第3章 失稳边坡岩土地球物理性质及地球物理模型 |
3.1 失稳边坡岩土体地球物理性质 |
3.1.1 电阻率特征 |
3.1.2 弹性波速特征 |
3.1.3 探地雷达特征 |
3.2 岩土体工程力学性质与地球物理特征关系 |
3.3 失稳边坡地球物理特征及模型 |
3.3.1 岩质失稳边坡地球物理特征及模型 |
3.3.2 土质失稳边坡地球物理特征及模型 |
3.3.3 岩土复合失稳边坡地球物理特征及模型 |
3.4 本章小结 |
第4章 失稳边坡地球物理方法模拟研究 |
4.1 高密度电阻率法正演模拟 |
4.1.1 电阻率法正演方法理论 |
4.1.2 边坡失稳地电模型 |
4.1.3 边坡失稳模型正演模拟及装置选择 |
4.1.4 高密度电阻率法反演 |
4.2 探地雷达正演模拟 |
4.2.1 探地雷达正演方法理论 |
4.2.2 探地雷达正演研究 |
4.3 本章小结 |
第5章 典型失稳边坡地球物理响应特征与分析 |
5.1 白云鄂博主矿南帮失稳边坡地球物理响应特征与分析 |
5.1.1 工程概况 |
5.1.2 研究区地质条件 |
5.1.3 野外数据采集 |
5.1.4 探测成果分析 |
5.1.5 滑坡体三维工程地质模型建立 |
5.2 张榆线公路勘察中滑坡体的地球物理特征与分析 |
5.2.1 工程概况 |
5.2.2 研究区地质条件 |
5.2.3 野外数据采集 |
5.2.4 探测成果分析 |
5.2.5 滑坡体演化机理分析 |
5.3 社会经济效益分析 |
第6章 典型边坡失稳演化机理及稳定性评价 |
6.1 滑坡灾害识别和预警 |
6.1.1 滑坡体的识别 |
6.1.2 滑坡体的预警 |
6.2 滑坡演化过程和机理分析 |
6.2.1 离散单元法基本原理 |
6.2.2 数值分析模型建立 |
6.2.3 边坡失稳演化过程分析 |
6.2.4 边坡失稳演化机理分析 |
6.3 边坡稳定性评价 |
6.3.1 岩土体工程力学参数的确定 |
6.3.2 边坡稳定性评价 |
6.4 边坡失稳原因分析 |
6.5 典型边坡滑坡探测与预警体系 |
第7章 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(4)渭河盆地东南缘华山山脉北坡莲花寺巨型基岩崩滑期次及成因研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 地震滑坡研究 |
1.2.2 古地震/历史地震滑坡研究 |
1.2.3 渭河盆地及周缘的地震滑坡研究 |
1.2.4 莲花寺巨型基岩崩滑已有研究 |
1.3 研究目标、内容和技术路线 |
1.3.1 研究目标和内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 自然地理条件和区域地质概况 |
2.1 自然地理条件 |
2.1.1 渭河盆地自然地理条件概况 |
2.1.2 莲花寺地区自然地理条件概况 |
2.2 区域地质概况 |
2.2.1 渭河盆地地层岩性概况 |
2.2.2 渭河盆地构造特征概况 |
2.2.3 莲花寺地区地质条件概况 |
第3章 莲花寺崩滑地表发育特征 |
3.1 莲花寺崩滑工程地质条件 |
3.2 莲花寺崩滑滑源区地表发育特征 |
3.3 莲花寺崩滑堆积区地表发育特征 |
3.3.1 半截山堆积体的发育特征 |
3.3.2 崩滑堆积区后部地表发育特征 |
3.3.3 崩滑堆积区中部地表发育特征 |
3.3.4 崩滑堆积区前缘地表发育特征 |
3.4 本章小结:莲花寺崩滑地表形态和堆积特征 |
第4章 莲花寺崩滑地质雷达探测 |
4.1 地质雷达工作原理 |
4.2 地质雷达在滑坡研究中的应用 |
4.3 莲花寺崩滑地质雷达测线布设 |
4.4 莲花寺崩滑地质雷达探测结果 |
4.4.1 崩滑堆积区前缘雷达探测结果 |
4.4.2 崩滑堆积区中部雷达探测结果 |
4.4.3 崩滑堆积区后部雷达探测结果 |
4.5 本章小结:莲花寺崩滑地下形态和堆积特征 |
第5章 莲花寺崩滑期次和发生时代 |
5.1 莲花寺崩滑整体形态和堆积特征 |
5.2 莲花寺崩滑期次划分 |
5.2.1 滑源方面的分期证据 |
5.2.2 滑体方面的分期证据 |
5.2.3 莲花寺崩滑三次事件发育特征 |
5.3 莲花寺崩滑发生时代 |
5.3.1 第一期基岩崩滑事件的发生年代推算 |
5.3.2 第二期和第三期崩滑事件发生年代认识 |
5.4 本章小结 |
第6章 莲花寺崩滑成因探讨 |
6.1 莲花寺崩滑基岩崩滑事件成因探讨 |
6.1.1 莲花寺崩滑滑床形态、物质组成和坡形结构 |
6.1.2 推算最大滑坡速度研讨崩滑成因 |
6.1.3 基于极限平衡法计算岩体稳定性系数研讨崩滑成因 |
6.2 1 072年堆积角砾崩滑成因探讨 |
6.3 本章小结 |
第7章 研究结论及展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 复杂岩溶介质地质模型构建方面 |
1.2.2 裂隙岩体注浆扩散理论方面 |
1.2.3 岩溶管道动水注浆扩散理论方面 |
1.2.4 复杂岩溶涌水注浆治理方法方面 |
1.3 目前存在的问题 |
1.4 本文主要内容与创新点 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.4.3 创新点 |
第二章 复杂岩溶裂隙-管道介质三维地质模型构建方法 |
2.1 岩溶裂隙-管道介质特征 |
2.2 岩体结构面识别与信息提取方法 |
2.2.1 非接触测量方法的特点及意义 |
2.2.2 点云数据获取与预处理 |
2.2.3 岩体面状节理信息提取方法 |
2.2.4 岩体线状层理信息提取方法 |
2.3 确定-随机裂隙网络模型识别与构建(DSIM)方法 |
2.3.1 裂隙的三维形状和尺寸模拟方法 |
2.3.2 裂隙产状特征参数量化方法 |
2.3.3 裂隙的空间位置和密度 |
2.3.4 裂隙网络模型构建实例分析 |
2.3.5 离散裂隙网络模型的有效性验证 |
2.4 考虑地层变异性的裂隙岩体模型建立 |
2.4.1 CMC模型基本假设 |
2.4.2 二维CMC模型条件概率 |
2.4.3 ICMC模型转移概率矩阵估计 |
2.4.4 地层变异性计算流程及数值试验 |
2.5 岩溶管道探查方法及模型构建 |
2.5.1 岩溶管道路径探查与建模 |
2.5.2 管壁分形特征及模型构建 |
2.6 三维空间多源数据综合建模及实例分析 |
2.6.1 工程背景 |
2.6.2 基于DSIM方法的裂隙网络建模 |
2.6.3 钻孔数据连续地层建模 |
2.6.4 三维空间多源数据综合建模 |
2.7 本章小结 |
第三章 岩溶裂隙-管道动水注浆分序扩散固化(SDS)模拟分析方法 |
3.1 浆液粘度时变特性分析 |
3.1.1 浆液的流变特性分析 |
3.1.2 速凝类浆液粘度时变性分析 |
3.2 浆-水相互作用理论模型及求解方法 |
3.2.1 浆-水相互作用基本理论模型 |
3.2.2 浆-水作用相界面的尖锐性 |
3.2.3 浆-水作用数学模型的数值离散 |
3.2.4 浆-水作用相分数的有界性 |
3.3 SDS模拟分析方法及数值实现 |
3.3.1 浆液粘度阈值函数时变模型 |
3.3.2 分序扩散固化模型数值实现 |
3.3.3 SDS方法数值实现流程 |
3.4 本章小结 |
第四章 裂隙介质SDS方法适用性分析及应用 |
4.1 引言 |
4.2 裂隙介质SDS方法的有效性验证 |
4.2.1 裂隙静水注浆扩散过程有效性验证 |
4.2.2 裂隙动水注浆扩散过程分析 |
4.3 SDS方法参数敏感性分析研究 |
4.3.1 正交数值实验工况设计 |
4.3.2 动水注浆参数变化响应规律 |
4.3.3 SDS参数敏感性分析 |
4.4 岩溶宽大裂隙动水注浆扩散与封堵机理 |
4.4.1 复杂岩溶宽大裂隙模型概化 |
4.4.2 宽大裂隙动水注浆扩散沉积规律 |
4.4.3 浆液扩散过程速度场响应规律 |
4.4.4 注浆压力及裂隙出口流量分析 |
4.4.5 正交数值实验设计及结果分析 |
4.5 三维裂隙网络SDS方法适用性研究 |
4.5.1 三维裂隙网络模型构建及参数设计 |
4.5.2 裂隙网络对浆液扩散影响规律 |
4.5.3 浆液选型对注浆压力影响规律 |
4.6 本章小结 |
第五章 管道动水注浆封堵试验及SDS方法可行性分析 |
5.1 管道动水注浆封堵模型试验系统 |
5.1.1 试验系统设计 |
5.1.2 注浆设备及注浆管道 |
5.1.3 动水控制装置及管道 |
5.1.4 数据监测采集设备 |
5.2 静水条件下SDS方法的有效性验证 |
5.2.1 试验工况设计 |
5.2.2 浆液扩散沉积形态对比分析 |
5.2.3 注浆压力对比分析 |
5.3 动水条件下SDS方法的有效性验证 |
5.3.1 试验工况设计 |
5.3.2 浆液扩散沉积形态对比分析 |
5.3.3 动水流速变化规律对比分析 |
5.3.4 注浆压力变化规律对比分析 |
5.3.5 管道动水注浆SDS方法适用性讨论 |
5.4 粗糙岩溶管道动水注浆SDS方法适用性研究 |
5.4.1 模型基本参数与信息监测 |
5.4.2 浆液扩散形态及沉积特征分析 |
5.4.3 浆液扩散过程流速变化规律 |
5.5 本章小结 |
第六章 基于SDS方法的控流降速与双孔联合注浆堵水机理分析 |
6.1 岩溶管道控流降速堵水机理 |
6.1.1 控流降速计算模型及参数 |
6.1.2 控流降速动水响应规律 |
6.1.3 控流降速对浆液扩散沉积的影响 |
6.1.4 管道出口流量及浆液流失率 |
6.1.5 控流降速影响下管道流速分布 |
6.1.6 注浆压力及管道流体压力分布 |
6.2 双孔联合注浆动水封堵机理 |
6.2.1 双孔联合注浆模型概化及计算参数 |
6.2.2 双孔孔联合注浆管道流速变化规律 |
6.2.3 双孔联合注浆扩散过程压力分析 |
6.2.4 双孔联合注浆扩散沉积与流失规律 |
6.2.5 管道封堵效果及方案优化分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 复杂岩溶管道涌水注浆封堵工程应用 |
7.1 地质条件分析及三维可视化模型构建 |
7.1.1 矿区岩溶发育特征 |
7.1.2 涌水主要形式及特点 |
7.1.3 矿区三维地质模型构建 |
7.1.4 三维地质模型应用及意义 |
7.2 大流量岩溶管道涌水治理原则与方法 |
7.2.1 涌水治理基本原则与技术路线 |
7.2.2 关键导水通道连通性分析 |
7.2.3 非连续帷幕设计及优化 |
7.2.4 控流降速注浆封堵技术 |
7.3 区域水文监测及注浆效果评价 |
7.3.1 水位观测孔监测方法 |
7.3.2 监测结果分析 |
7.3.3 整体效果评价与分析 |
7.4 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间参与的科研项目 |
博士期间发表的论文 |
博士期间申请的专利 |
博士期间获得的奖励 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(6)高密度电阻率法与探地雷达在典型工程探测中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 高密度电法与GPR的发展概况 |
1.2.1 高密度电法的发展概况 |
1.2.2 GPR的发展概况 |
1.3 GPR与高密度电法在交通设施检测中的应用研究现状 |
1.4 两种物探方法的特点及适用范围 |
第2章 高密度电阻率法与GPR探测技术简析 |
2.1 高密度电法探测技术简析 |
2.1.1 工作原理 |
2.1.2 装置形式 |
2.1.3 数据处理方法 |
2.2 GPR方法探测技术简析 |
2.2.1 工作原理 |
2.2.1.1 麦克斯韦方程组 |
2.2.1.2 本构方程 |
2.2.1.3 电磁波传播特征 |
2.2.1.4 电导率 |
2.2.1.5 GPR的分辨率 |
2.2.2 测量扫描方式 |
2.2.3 测量参数设置原则 |
2.2.4 数据处理与解释 |
第3章 高密度电阻率法应用案例分析 |
3.1 案例1 |
3.1.1 工程概况 |
3.1.2 工程地质概况与自然环境 |
3.1.3 不良地质判断依据 |
3.1.4 现场工作简介 |
3.1.5 物探解释 |
3.1.6 结果分析 |
3.2 案例2 |
3.2.1 道路概况与项目概况 |
3.2.2 路面结构 |
3.2.3 现场工作简介 |
3.2.3.1 测线布置与实物工程量 |
3.2.4 物探解释 |
3.2.5 结果分析 |
3.3 案例3 |
3.3.1 项目区概况 |
3.3.2 项目区环境及蓄水池定位依据 |
3.3.2.1 工程环境 |
3.3.2.2 蓄水池定位依据 |
3.3.3 现场工作简介 |
3.3.4 物探解释 |
3.3.5 结果分析 |
3.4 小结 |
第4章 探地雷达应用案例分析 |
4.1 案例1 |
4.1.1 项目区概况 |
4.1.2 项目区环境分析 |
4.1.3 现场工作简介 |
4.1.3.1 测线布置 |
4.1.4 数据处理和分析 |
4.1.5 物探解释及结果分析 |
4.2 案例2 |
4.2.1 项目区概况 |
4.2.2 地理位置与路面结构概况 |
4.2.3 现场工作简介 |
4.2.4 数据处理 |
4.2.5 信号干扰分析 |
4.2.5.1 主要干扰异常特点 |
4.2.5.2 主要干扰异常识别与消除 |
4.2.6 空洞异常解释方法 |
4.2.6.1 空洞形成机理分析 |
4.2.6.2 空洞异常形态特征分析 |
4.2.6.3 空洞异常推断过程 |
4.2.7 物探解释 |
4.2.8 结果分析 |
4.3 案例3 |
4.3.1 项目区概况 |
4.3.2 道路概况 |
4.3.3 现场工作简介 |
4.3.3.1 测线布置 |
4.3.4 数据处理及分析 |
4.3.5 物探解释 |
4.3.6 结果分析 |
4.4 小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(7)轨道交通地质隐患多地球物理场诊断技术研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 轨道交通地质隐患类型 |
1.1.1 土洞塌陷地质灾害 |
1.1.2 地下孤石地质灾害 |
1.2 轨道交通地质隐患多地球物理场探测方法研究进展 |
1.2.1 土洞塌陷地球物理探测方法研究进展 |
1.2.2 地铁隧道地层孤石的地球物理场探测方法研究进展 |
1.3 论文主要内容 |
1.4 论文主要创新点 |
第二章 多地球物理场探测基本理论 |
2.1 多地球物理场响应关键信号特征技术研究 |
2.1.1 地面地震探测技术 |
2.1.2 地面并行直流电法 |
2.1.3 地面瞬变电磁方法 |
2.1.4 地震波跨孔CT探测技术 |
2.1.5 电阻率跨孔CT探测技术 |
2.2 多地球物理场响应快速诊断模式的技术研究 |
2.3 本章小结 |
第三章 轨道交通地质隐患数值模拟 |
3.1 孤石模型数值模拟分析 |
3.1.1 孤石模型的地震波跨孔CT模拟 |
3.1.2 孤石模型的电阻率跨孔CT模拟 |
3.2 土洞/溶洞模型数值模拟分析 |
3.2.1 土洞/溶洞模型的地震波跨孔CT模拟 |
3.2.2 土洞模型的电阻率跨孔CT模拟 |
3.3 本章小结 |
第四章 多地球物理场探测物理模型试验 |
4.1 弹性波跨孔CT水槽模型试验 |
4.2 电阻率跨孔CT水槽模型试验 |
4.3 本章小结 |
第五章 多地球物理场诊断技术应用 |
5.1 地下人防空洞隐患多地球物理场快速诊断探测 |
5.1.1 概况 |
5.1.2 多地球物理场快速诊断技术路线 |
5.1.3 现场探测布置 |
5.1.4 现场施工的工艺 |
5.1.5 探测成果与资料解释 |
5.2 地下土洞、溶洞隐患探测 |
5.2.1 工程概况 |
5.2.2 地面多地球物理场快速普查 |
5.2.3 多物理场跨孔CT探测 |
5.3 地面、跨孔多地球物理场探测孤石 |
5.3.1 地质概况 |
5.3.2 地面多地球物理场快速普查 |
5.3.3 多物理场跨孔CT探测 |
5.4 本章小结 |
第六章 多地球物理场专家分析系统 |
6.1 地面快速扫描系统 |
6.1.1 地面浅层地震快速扫描系统 |
6.1.2 地面多通道瞬变电磁快速扫描系统 |
6.2 多地球物理场勘探系统 |
6.2.1 多地球物理场勘探系统组成 |
6.2.2 多地球物理场勘探常用测试方法及主要技术参数 |
6.2.3 多地球物理场勘探跨孔CT探测 |
6.3 多地球物理场专家分析软件系统 |
6.4 勘探系统其他应用效果 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(8)地电方法在垃圾填埋场调查中的模拟与应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 研究内容和技术路线 |
第二章 方法和原理 |
2.1 高密度电阻率法 |
2.1.1 高密度电阻率法基本原理 |
2.1.2 高密度电阻率法 |
2.1.3 装置特点 |
2.2 探地雷达法 |
2.2.1 探地雷达法基本原理 |
2.2.2 探地雷达法探测原理 |
2.2.3 探地雷达法参数选择 |
2.2.4 探地雷达野外方法技术 |
2.2.5 探地雷达法的分辨率 |
2.3 本章小结 |
第三章 正演模拟 |
3.1 高密度电阻率法正演模拟 |
3.1.1 正演软件介绍 |
3.1.2 正演模型 |
3.2 探地雷达法正演模拟 |
3.2.1 正演软件介绍 |
3.2.2 正演模型 |
3.3 本章小结 |
第四章 应用实例 |
4.1 研究区概况 |
4.2 野外探测及布置 |
4.3 高密度电阻率法探测结果解释分析 |
4.4 探地雷达法探测结果解释分析 |
第五章 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
(9)黄土高原高速铁路隧道工程地质特点与地球物理探测(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 黄土隧道工程地质研究的意义 |
1.2 黄土高原区隧道综合勘察的主要内容 |
1.3 综合勘察技术在隧道施工中的发展现状 |
1.4 问题提出 |
1.5 工作思路 |
第二章 软塑黄土的地质特征 |
2.1 黄土的地质特性 |
2.1.1 黄土的分布及成因 |
2.1.2 黄土的工程性质 |
2.2 工程概况 |
2.3 地质概况 |
2.3.1 地形地貌 |
2.3.2 地层特征 |
2.3.3 地层岩性 |
2.3.4 地质构造 |
2.3.5 新构造运动 |
2.3.6 气象特征 |
2.4 水文地质 |
2.4.1 地表水分布特征 |
2.4.2 地下水类型及分布特征 |
2.4.3 地下水补、径、排特征 |
2.4.4 含水岩组分类及富水性分区 |
2.5 物理力学特征 |
2.6 土层磁化率测定结果 |
2.7 岩土物理力学指标统计 |
2.8 隧道工程地质条件评价 |
2.8.1 隧道总体评价 |
2.8.2 隧道洞身围岩分级 |
第三章 地质预测 |
3.1 工程地质勘察预测 |
3.2 施工中出现的问题 |
3.3 采取降水措施后 |
3.3.1 降水情况 |
3.3.2 降水井影响半径 |
3.3.3 降水后含水率变化情况 |
3.3.4 开挖后含水率观测情况 |
3.4 黄土的多层性 |
第四章 瞬变电磁方法及隧道工程探测 |
4.1 基本原理 |
4.2 工作方法 |
4.2.1 仪器及参数 |
4.2.2 装置 |
4.2.3 回线选择 |
4.2.4 噪声调查 |
4.2.5 野外工作方法 |
4.2.6 质量评述 |
4.3 资料处理及解释原则 |
4.3.1 瞬变电磁资料处理流程 |
4.3.2 瞬变电磁资料的解释原则 |
4.4 数据处理及勘探结果 |
第五章 探地雷达预测软塑黄土地层的方法 |
5.1 探地雷达原理 |
5.2 探地雷达的分辨率 |
5.3 探地雷达的探测方法 |
5.3.1 参数选定 |
5.3.2 采集方式 |
5.4 影响探地雷达的因素 |
5.5 探地雷达图像解释方法 |
5.6 探地雷达预测结果 |
5.6.1 上阁村隧道 |
5.6.2 驿马一号隧道 |
第六章 综合勘查技术在隧道施工中的运用 |
6.1 综合勘察技术在隧道超前预报中的应用 |
6.2 隧道施工中特殊地层的解析 |
第七章 结论 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(10)青岛地铁大断面浅埋隧道沉降规律与关键参数优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 地表沉降预测方法研究 |
1.2.2 大断面隧道施工地表沉降现状 |
1.3 当前研究存在的问题 |
1.4 主要研究内容和创新点 |
1.4.1 主要研究内容和方法 |
1.4.2 技术路线 |
1.4.3 创新点 |
第2章 工程概况与相关理论 |
2.1 工程概况与水文地质 |
2.1.1 工程概况 |
2.1.2 车站周边环境条件 |
2.1.3 工程地质概况 |
2.1.4 水文地质条件 |
2.2 施工工法与施工步序 |
2.2.1 施工工法及其技术特点 |
2.2.2 区间施工步序与相应说明 |
2.2.3 施工现场图片 |
2.3 施工可能存在的风险及解决措施 |
2.3.1 超大的施工断面造成的问题 |
2.3.2 下穿地铁3号线施工 |
2.3.3 穿越地表建筑物施工 |
2.3.4 不良地质作用及特殊性岩土 |
2.4 浅埋隧道围岩压力理论 |
2.4.1 普氏地压理论 |
2.4.2 泰沙基地基理论 |
2.4.3 浅埋隧道围岩松动压力计算理论 |
2.5 本章小结 |
第3章 错埠岭地铁站沉降监测及分析 |
3.1 错埠岭站施工监控量测 |
3.1.1 监控量测的主要内容 |
3.1.2 监控量测注意事项 |
3.2 基于BIM的三维可视化 |
3.2.1 BIM技术在错埠岭隧道施工的应用 |
3.2.2 基于BIM的三维可视化模型建立 |
3.2.3 沉降观测点位置在模型中的设置 |
3.3 超前地质预报在本工程中的应用 |
3.3.1 地质雷达在施工阶段的应用 |
3.3.2 超前地质预报的主要任务 |
3.4 地表沉降规律研究及分析 |
3.4.1 基于青岛特殊地质的Peck线性回归分析 |
3.4.2 地表沉降的影响因素 |
3.5 拱顶沉降规律及分析 |
3.5.1 沉降模型预测公式 |
3.5.2 理论计算结果与实际沉降数据对比 |
3.6 周边建筑物沉降规律及分析 |
3.7 地表沉降、拱顶沉降和建筑物沉降差距分析 |
3.8 本章小结 |
第4章 错埠岭站隧道开挖动态响应模拟分析 |
4.1 MIDAS软件概述及其在本工程中的应用 |
4.1.1 MIDAS软件特点 |
4.1.2 适用范围 |
4.1.3 MIDAS/GTS/NX在本工程中的应用 |
4.2 数值模拟前期工作 |
4.2.1 模拟区域的选择 |
4.2.2 模拟简化和基本假定 |
4.3 数值模拟计算模型 |
4.3.1 模型的建立 |
4.3.2 计算模型参数的选取 |
4.3.3 施工分析流程 |
4.4 地表沉降规律分析 |
4.4.1 地表横向沉降规律分析 |
4.4.2 地表纵向沉降规律分析 |
4.5 隧道内部位移分析 |
4.5.1 拱顶沉降规律分析 |
4.5.2 洞中收敛规律分析 |
4.6 围岩应力及塑性区分析 |
4.6.1 围岩应力分析 |
4.6.2 围岩塑性区分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 施工关键参数优化的数值分析 |
5.1 支护措施对地表沉降的影响与控制 |
5.1.1 支护措施控制地表沉降的原理 |
5.1.2 初期支护对地表沉降的影响 |
5.2 改变导洞开挖顺序对地表沉降的影响 |
5.2.1 控制导洞开挖顺序的可行性 |
5.2.2 改变导洞开挖顺序的模拟施工 |
5.3 改进工法选择对控制地表沉降的影响 |
5.3.1 大断面隧道施工工法的选择 |
5.3.2 改进工法的模拟研究 |
5.4 施工优化措施 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
致谢 |
四、地质雷达探测技术在近地表弱地基工程勘察中应用实践(论文参考文献)
- [1]基于InSAR技术的矿区地表三维变形动态监测方法及废弃矿井采矿时空特征探测方法研究[D]. 江克贵. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]冀北山地采空塌陷区地质灾害模式及致灾机理[D]. 武智勇. 中国矿业大学, 2021(02)
- [3]典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究[D]. 周越. 吉林大学, 2021(01)
- [4]渭河盆地东南缘华山山脉北坡莲花寺巨型基岩崩滑期次及成因研究[D]. 李若愚. 中国地震局地质研究所, 2020(03)
- [5]复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用[D]. 潘东东. 山东大学, 2020(08)
- [6]高密度电阻率法与探地雷达在典型工程探测中的应用[D]. 沈心涂. 吉林大学, 2020(08)
- [7]轨道交通地质隐患多地球物理场诊断技术研究与应用[D]. 周官群. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]地电方法在垃圾填埋场调查中的模拟与应用研究[D]. 王亚茹. 中国地质大学(北京), 2020(04)
- [9]黄土高原高速铁路隧道工程地质特点与地球物理探测[D]. 赵东. 吉林大学, 2019(03)
- [10]青岛地铁大断面浅埋隧道沉降规律与关键参数优化研究[D]. 马强强. 青岛理工大学, 2019(02)